Rol de la vegetación nativa esclerófila en la provisión de servicios ecosistémicos a la industria vitivinícola chilena, a través de la regulación de diversidad microbiana de la filósfera
Role of the native sclerophyll vegetation in the provision of ESs to the chilean wine industry, through the regulation of microbial diversity of the phyllosphere
Fecha
2019Autor
Barbosa Prieto, Olga
UNIVERSIDAD AUSTRAL DE CHILE
Institución
Resumen
La agricultura depende de los servicios ecosistémicos (SEs) que son regulados por la biodiversidad
contenida en cultivos agrícolas y en los ecosistemas naturales circundantes, y múltiples de estos SEs
esenciales son mediados por diversidad microbiana. Sin embargo, dado el conflicto de uso de suelo
que se origina entre la actividad productiva y la conservación de hábitats, es clave identificar cuales
factores o prácticas asociadas a los ecosistemas naturales y el manejo agrícola mantienen la
biodiversidad en agroecosistemas para asegurar la provisión de SEs. En esta tesis me enfoco en el
Ecosistema Mediterráneo Chileno, un hotspot de biodiversidad, para evaluar el rol de la vegetación
nativa esclerófila en la provisión de SEs a la industria vitivinícola chilena, a través de la regulación
de diversidad microbiana de la filósfera. Para aquello evalué la estructura comunitaria de la
diversidad de hongos y bacterias, usando técnicas de ecología molecular, a traves del paisaje
(viñedos y bosque) y durante el proceso de elaboración de vino con el objetivo de relacionar la
diversidad microbiana y sus funciones con la provision de SEs. En el Capítulo I, describo y comparo
entre hábitats la diversidad de hongos y bacterias que habitan sobre hojas de la vegetación
esclerófila y hojas de Vitis vinifera; en el Capítulo II, analizo si y como la diversidad de hongos
asociada a la uva en cultivos de V. vinifera está relacionada con la presencia y cantidad de vegetación
esclerófila a escala de paisaje (complejidad de paisaje) y con el tipo de manejo agrícola empleado
en los viñedos (orgánico y convencional); y finalmente en el Capítulo III, evalúo si la diversidad de
hongos y bacterias en el proceso de vinificación está relacionada con la complejidad de paisaje y el
tipo de manejo agrícola, pero en un contexto de incidencia del hongo patógeno Botrytis sobre la uva
y vino. Los resultados muestran que hojas de la vegetación esclerófila y de cultivos de V. vinifera
compartieron sobre el 80% de unidades taxonómicas operacionales (OTUs) de hongos y bacterias;
que la riqueza, uniformidad y diversidad filogenética de hongos sobre la uva aumento con la
complejidad del paisaje, y que vinos producidos con uvas provenientes de parcelas con mayor
complejidad de paisaje mostraron una menor abundancia relativa de Botrytis. En conjunto estos
resultados sugieren que la vegetación nativa esclerófila provee dos SEs principales a la industria
vitivinícola chilena relacionados a la diversidad microbiana: mantención de la biodiversidad y control
biológico de pestes. Esta tesis representa una contribución a la comprensión del funcionamiento de
los ecosistemas naturales y a la conservación de la biodiversidad, así como al fortalecimiento de la
identidad de los vinos chilenos basado en el concepto Terroir microbiano. Agriculture depends on ecosystem services (ESs) regulated by the biological diversity contained
whitin farming land and in surrounding natural ecosystems, and multiple of these essential ESs are
mediated by microbial diversity. Given the obvious tradeoffs resulting from productive activities and
habitat conservation, identifying which factors associated with agriculture management and natural
ecosystems maintain the biodiversity in agroecosystems, is key to secure the provision of ESs. In this
thesis we focus on the Chilean Mediterranean Ecosystem, a biodiversity hotspot, to evaluate the
role of the native sclerophyll vegetation in the provision of ESs to the chilean wine industry, through
the regulation of microbial diversity of the phyllosphere. To achive these i evaluated community
structure of fungi and bacteria diversity, using molecular ecology techniques, throughout the
landscape (vineyards and forest) and during the winemaking process with the aim of relating
microbial diversity and functions with ESs provision. In Chapter I, the fungal and bacterial diversity
that inhabit leaves of sclerophyll vegetation and leaves of Vitis vinifera crops is described and
compared between habitats; In Chapter II, I tested whether the fungal diversity associated with
grapes in V. vinifera crops was related to the presence and quantity of sclerophyll vegetation at a
landscape scale (landscape complexity), and with the agricultural management type (organic and
conventional farming); and finally, in Chapter III, I evaluated whether fungal and bacterial diversity
in the winemaking process is related to the landscape complexity and the agricultural management
type, in a context of incidence of the pathogenic fungus Botrytis on the grape and resulting wine.
Results showed that leaves of sclerophyll vegetation and V. vinifera crops shared over 80% of
operational taxonomic units (OUT´s), a proxy of species, of fungi and bacteria; that the richness of
OTUs, evenness and phylogenetic diversity of fungal community on the grape increased with the
landscape complexity, and that wines produced with grapes from plots with greater landscape
complexity showed a lower relative abundance of Botrytis. Together, these results suggest that
native sclerophyll vegetation provide two main ESs to the Chilean wine industry related to microbial
diversity: maintenance of biodiversity and biological control of pests. This thesis represents a
contribution to the understanding of the natural ecosystems functioning and the conservation of
biodiversity, as well as to the strengthening of the identity in Chilean wines based on the Terroir
microbial concept